Capteur à film PANI/RGO/Ag/Cu pour la détection des résidus de glyphosate dans les fruits

Introduction

La contamination par le glyphosate représente aujourd'hui un défi majeur pour la sécurité alimentaire. La détection efficace des résidus de glyphosate dans les fruits pose problème en raison de la complexité des matrices alimentaires et des faibles concentrations à mesurer. Pour répondre à ce besoin, des chercheurs ont élaboré un nouveau capteur hybride à base de film polymère-conducteur composite intégrant du polyaniline (PANI), de l'oxyde de graphène réduit (RGO) et des nanoparticules métalliques d'argent (Ag) et cuivre (Cu).

Préparation et caractérisation du film composite PANI/RGO/Ag/Cu

Le film composite PANI/RGO/Ag/Cu a été préparé avec soin par polymérisation in situ du monomère d'aniline en présence de RGO exfolié, ainsi que par l'incorporation simultanée de nanoparticules métalliques Ag et Cu uniformément dispersées. La composition et la morphologie du film résultant ont été minutieusement analysées par microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et diffraction des rayons X (DRX). Ces analyses confirment une dispersion homogène des nanoparticules métalliques au sein du réseau poreux du PANI/RGO.

Principe de détection électrochimique du glyphosate

Le mécanisme de détection repose sur les réactions électrochimiques spécifiques entre le glyphosate et les nanoparticules métalliques supportées dans la matrice conductrice. Grâce à la synergie unique des composants du capteur (conductivité électrique du PANI, grande surface spécifique offerte par le RGO et activité catalytique des nanoparticules Ag et Cu), une excellente sensibilité est obtenue.

Performances analytiques du capteur

Des analyses électrochimiques effectuées par voltampérométrie cyclique et chronoampérométrie soulignent la performance remarquable du capteur PANI/RGO/Ag/Cu. Ce dernier présente une limite de détection (LOD) particulièrement basse détectant le glyphosate à des niveaux traces, répondant ainsi aux seuils réglementaires actuels. Le capteur propose également une large plage linéaire de détection et des réponses rapides et reproductibles.

Les tests montrent une sensibilité élevée et une remarquable stabilité du signal. De plus, la sélectivité spécifique pour les résidus de glyphosate garantit la précision des tests même en présence de molécules interférentes habituellement présentes dans les fruits.

Application pratique pour la détection dans des fruits réels

Afin de valider l'utilisation réelle du système développé, des échantillons variés de fruits (pommes, raisins, oranges) ont été analysés. Les résultats démontrent une forte corrélation entre les résultats obtenus par la méthode proposée et ceux provenant des techniques conventionnelles réglementées, telles que la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS).

Cette corrélation confirme la faisabilité du capteur dans des contextes réels d'évaluation de la sécurité alimentaire, offrant ainsi une alternative efficace, économique et rapide aux méthodes classiques complexes et coûteuses.

Avantages du dispositif développé

Les principaux avantages du capteur PANI/RGO/Ag/Cu incluent :

• Une haute sensibilité pour détecter des niveaux ultra-traces de glyphosate.
• Une sélectivité exceptionnelle face à des espèces chimiques complexes et interférentes.
• Un faible coût de fabrication et une facilité d'utilisation, permettant une adoption généralisée dans les laboratoires et organisations chargées du contrôle sanitaire.
• Une robustesse et stabilité à long terme, essentielles pour les applications en surveillance régulière.

Perspectives et développements futurs

Au vu des résultats encourageants obtenus lors des phases de tests et d'application pratique, ce capteur composite pourrait être étendu à d'autres types de contaminants agroalimentaires, élargissant ainsi son champ d'application.

Les futures recherches pourraient envisager la miniaturisation du dispositif vers des plateformes portables connectées, facilitant encore davantage la mise en place rapide d'alertes toxicologiques directement sur les lieux de production agricole et dans les chaînes de transformation, répondant aux exigences croissantes du secteur alimentaire.

Conclusion

Le capteur électrochimique novateur PANI/RGO/Ag/Cu représente une avancée importante en matière de détection rapide, précise et abordable des résidus toxiques de glyphosate dans les fruits. Cet outil pourrait rapidement devenir indispensable à l'amélioration continue des normes de sécurité alimentaire mondiales.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0308814625020382?dgcid=rss_sd_all